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鉑電阻溫度傳感器pt100,pt1000

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綜述溫度是表征物體冷熱程度的物理量,它可以通過物體隨溫度變化的某些特性(如電阻、電壓變化等特性)來間接測量,通過研究發現,金屬鉑(Pt)的電阻值隨溫度變化而變化,并且具有很好的重現性和穩定性,利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器,通常使用的鉑電阻溫度傳感器零度阻值為100,電阻變化率為0.3851/℃
鉑電阻溫度傳感器pt100,pt1000 產品詳情

 

綜述

 

 

溫度是表征物體冷熱程度的物理量,它可以通過物體隨溫度變化的某些特性(如電阻、電壓變化等特性)來間接測量,

通過研究發現,金屬鉑(Pt)的電阻值隨溫度變化而變化,并且具有很好的重現性和穩定性,

利用鉑的此種物理特性制成的傳感器稱為鉑電阻溫度傳感器,

通常使用的鉑電阻溫度傳感器零度阻值為 100Ω,電阻變化率為 0.3851Ω/℃。

鉑電阻溫度傳感器精度高,穩定性好,應用溫度范圍廣,是中低溫區(-200~650℃)常用的一種溫度檢測器,

不僅廣泛應用于工業測溫,而且被制成各種標準溫度計(涵蓋國家和世界基準溫度)供計量和校準使用。 

 

 


 

鉑電阻的溫度系數

 

 

按IEC751 國際標準, 溫度系數TCR=0.003851,Pt100(R0=100Ω)、Pt1000(R0=1000Ω)為統一設計型鉑電阻。 

TCR=(R100-R0)/ (R0×100) 其中 

 

分度號/阻值

0℃時標準電阻值R0 100℃時標準電阻值R100

Pt100

100.00 138.51
Pt1000 1000.0 1385.1

 


 

溫度/電阻特性

 

 

-200t=R0[1+At+Bt2+C(t-100)t3]

0t=R0(1+At+Bt2

Rt 在t℃時的電阻值 

R0 在 0℃時的電阻值 

溫度電阻曲線

 

TCR=0.003851 時的系數值

 

 

系數 A B C
數值 3.9083×10-3-1 -5.775×10-7-2 -4.183×10-12-4

 

 


 

測量誤差

 

級別 零度時阻值誤差 %  溫度誤差 ℃ 溫度系數 TCR 誤差Ω/Ω/℃
1/3DIN B  ±0.04  ±(0.10+0.0017|t|)  0.003851±0.000004 
±0.06  ±(0.15+0.002|t|)  0.003851±0.000005 
±0.12  ±(0.30+0.005|t|)  0.003851±0.000012 

 

誤差數據表(值)

 

 

溫度 ℃

 

 標準電阻值 Ω 

                    1/3DIN B 級                               A                               B
溫度誤差 ℃ 阻值誤差 Ω 溫度誤差 ℃ 阻值誤差 Ω 溫度誤差 ℃ 阻值誤差 Ω
-200 18.52 0.44  0.16  0.55  0.24  1.3 0.56 
-100 60.26  0.27  0.10  0.35  0.14  0.8  0.32
0 100.00  0.10  0.04  0.15 0.06  0.3  0.12 
100 138.51  0.27  0.10  0.35  0.13 0.8 0.30 
200 175.86  0.44  0.16  0.55  0.20  1.3  0.48 
300 212.05  0.61 0.23 0.75 0.27  1.8  0.64 
400 247.09  0.78 0.30  0.95  0.33  2.3  0.79 
500 280.98  0.95  0.36  1.15  0.38  2.8  0.93 
600 313.71  1.12  0.43  1.35 0.43  3.3  1.06
650 329.64 1.20  0.46  1.45  0.46  3.5  1.13

 


 

鉑電阻傳感器的穩定性 

鉑電阻傳感器有良好的長期穩定性,典型實驗數據為:在 400℃時持續 300 小時,0℃時的max溫度漂移為 0.02℃。 

 

鉑電阻的自熱和測試電流 

常規產品的測試電流:Pt100 為 1mA, Pt1000 為 0.5mA,實際應用時測試電流不應超過允許值,

例如 Pt100 當測試電流為 1mA時,溫升為 0.05℃; 當測試電流為 5mA 時,溫升為 2.2℃,并且自熱溫升的數據同產品的結構也有很大的關系,

如保護管的直徑,內部填充物的種類,測試條件等。 

 


 

引出導線規格

兩線制 

二線

 

傳感器電阻變化值與連接導線電阻值共同構成傳感器的輸出值,由于導線電阻帶來的附加誤差使實際測量值偏高,

用于測量精度要求不高的場合,并且導線的長度不宜過長。 

 

三線制

三線三線電路

 

要求引出的三根導線截面積和長度均相同,測量鉑電阻的電路一般是不平衡電橋,鉑電阻作為電橋的一個橋臂電阻,

將導線一根接到電橋的電源端,其余兩根分別接到鉑電阻所在的橋臂及與其相鄰的橋臂上,當橋路平衡時,通過計算可知,

Rt=R1R3/R2+R1r/R2-r,當 R1=R2 時,導線電阻的變化對測量結果沒有任何影響,這樣就消除了導線線路電阻帶來的測量誤差,

但是必須為全等臂電橋,否則不可能消除導線電阻的影響,但分析可見,采用三線制會大大減小導線電阻帶來的附加誤差,

工業上一般都采用三線制接法。 

 

四線制

四線四線電路

 

 

當測量電阻數值很小時,測試線的電阻可能引入明顯誤差,四線測量用兩條附加測試線提供恒定電流,另兩條測試線測量未知電阻的電壓降,

在電壓表輸入阻抗足夠高的條件下,電流幾乎不流過電壓表,這樣就可以精確測量未知電阻上的壓降,通過計算得出電阻值。 

 

 


 

保護管

 

保護管的作用是為了保護溫度傳感器感溫元件,不使其與被測介質直接接觸,避免或減少有害介質的侵蝕,火焰和氣流的沖刷和輻射,

以及機械損傷,同時還起著固定和支撐傳感器感溫元件的作用。在輕微腐蝕和一般工業應用中,304 和 316(316L)是用得廣泛的不銹鋼保護管材料,

在我國由于考慮成本,321 不銹鋼也被大量使用。 

 

常用不銹鋼保護管特性

 

鋼號 組成 使用溫度 ℃ 特性
321 1Cr18Ni9Ti

 

 

 

-200~900

 

常用的奧氏體不銹鋼,耐熱、抗氧化,在磷酸、稀硝酸、堿液中具有很好的耐腐蝕性,

不能在氯化物溶液中使用,通常做為一般耐熱鋼使用

304L 00Cr18Ni10

 

奧氏體不銹/耐酸鋼,碳含量低,具有良好耐晶間腐蝕性,通常做為耐熱鋼使用

304 0Cr18Ni9
316L 00Cr17Ni14Mo2

 

奧氏體不銹/耐酸鋼,碳含量低,抗無機酸、有機酸、堿和海洋大氣中的耐蝕,通常做為耐腐蝕鋼使用

316 1Cr18Ni12Mo2Ti

 


 

響應時間

在溫度階躍變化時,溫度傳感器的輸出變化至量程變化的 50%所需要的時間稱為熱響應時間,用τ0.5表示。

影響τ0.5的因素與保護管材料、直徑、壁厚有關,而且還與其結構形式、安裝方法、置入深度以及被測介質的流速、種類有關。 

不同直徑保護管的熱響應時間(材質為不銹鋼,水流速度為 1m/s,測試數據為參考值)

 

保護管直徑 mm  熱響應時間 s (τ0.5)  保護管直徑 mm  熱響應時間 s (τ0.5) 
2 ≤2  6 ≤15 
3 ≤3 8 ≤30
4 ≤5  10 ≤30
5 ≤8 12 ≤30

 


 

絕緣電阻 

常溫絕緣電阻的試驗電壓可取直流 10~100V 任意值,環境溫度在 15~35℃范圍內,相對濕度應不大于 80%,常溫絕緣電阻值應大于 100MΩ。 

 

公稱壓力 

一般是指在常溫下,保護管所能承受的不至破裂的靜態外壓。承壓數值的大小同保護管的材料、直徑、壁厚、焊縫強度等

密切相關,例如直徑 4mm 壁厚 0.5mm 的不銹鋼管,常規產品可以承受 10MPa 的壓力,經過特殊處理也可承受 40Mpa 的高壓。 

 

綜合誤差 

溫度傳感器在測量過程中的主要誤差來源:傳感器對分度表的誤差;絕緣不良引起的誤差;線路電阻引起的誤差;

測量儀表的誤差以及傳熱誤差、動態相應誤差、干擾誤差等。其中有些誤差是在一定條件下才會出現,并且通過一定措施是可以消除和減小的。 

 


 

測量結構

裝配式鉑電阻

裝配式鉑電阻由外保護管、延長導線、測溫電阻、導熱膠裝配而成,產品結構簡單,適用范圍廣,成本較低,絕大部分測溫場合使用的產品均屬裝配式,其結構如下: 

裝配

 

鎧裝鉑電阻 

鎧裝鉑電阻由電阻體、引線、絕緣氧化鎂及保護套管整體拉制而成,頂部焊接鉑電阻,產品結構復雜,價格較高,比普通裝配式鉑電阻的響應速度更快,

抗震性能更好,測溫范圍更寬,并且長度方向可以彎曲,適用于剛性保護管不能插入或需要彎曲測量的部位測溫,但必須注意的是由于頂部是測溫元件所在位置,

所以其端部 30mm 是不得彎曲的,其結構如下:

鎧裝

 


 

溫度傳感器的選型:確定溫度傳感器類型、實際使用溫度范圍、精度、尺寸及安裝固定方式等。如無特別約定,所有鉑電阻溫度傳感器的頭部 5mm 長度為溫度測量端。 

訂貨信息:請根據需求參考后面詳細的選型資料,也可按客戶的圖紙或樣品加工定做。 

 

 


 

產品選型

 

防水接線盒WZP-230

 

傳感器結構示意圖

 

直接引線WZP-100

pt100探頭240

 

大航空插頭WZP-260

溫度傳感器270系列600

 

赫斯曼接頭WZP-280

赫斯曼600

防水接頭WZP-290

防水接頭600

 

 

 

 

型號 規格代碼 說明
WZ             熱電阻溫度傳感器
  P-           單只鉑電阻
  P2-           雙只鉑電阻
    B         標準裝配式鉑電阻(默認省略)
    M         表面鉑電阻
    K         鎧裝鉑電阻
      1       無固定裝置
      2       固定螺紋(可選活動螺紋)
      3       活動法蘭
      4       固定法蘭
        0     無接線盒
        1     普通接線盒
        3     防水接線盒
        4     防爆接線盒
        5     數顯接線盒
        6     大航空插頭
        7     小航空插頭
        8     赫斯曼接頭
        9     防水接頭
          0   保護管直徑(用戶按需確定)
          1   Φ12mm保護管
              Pt100輸出(默認三線制)
            A 4-20mA二線制電流輸出(可帶數碼管顯示或者液晶顯示)
            V 0-5V/0-10V三線制電壓輸出(不帶顯示)
            R RS485輸出(可選不帶顯示或者數碼管顯示)
            RA RS485和4-20mA同時輸出(帶液晶顯示)
            H 4-20mA帶HART協議(可選不帶顯示或者液晶顯示)

 

  • 保護管材質默認304不銹鋼,可根據用戶需求生產316不銹鋼,鈦保護管,聚四氟保護管

  • 使用溫度范圍常規范圍-50~500℃可以在中間范圍任選,可以定做-200~50℃,0~700℃范圍

  • 準確度,默認采用精度鉑電阻生產,帶變送器準確度有0.5%,0.2%。

  • 固定方式,固定螺紋常用M27*2,M20*1.5,G1/2等,活動法蘭一般是鋁法蘭,固定法蘭常用DN20,DN25等

  • 帶變送器電源一般推薦24VDC

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